Navigating the Noise: A CBF Approach for Nonlinear Control with Integral Constraints

许多涉及移动代理人的物理现象都包含随时间变化的标量场，例如四旋翼飞行器会产生噪声。因此，代理人可以影响并能被各种环境因素如噪声所影响。本文聚焦于控制此类代理人的挑战，特别是关注需要防止某些数量在特定区域和延长轨迹上积累的情形。我们以产生噪声的四旋翼飞行器为主要实例，来调节此类代理人在障碍物和由空中飞行器自身产生的噪声存在下的轨迹。首先，我们考虑在累积数量上定义的约束，即整个轨迹的函数，与传统的基于当前状态的约束（即更高阶控制屏障函数 HOCBF）形成对比。其次，我们提出方法通过使用有效的近似将约束从单个点扩展到线段和集合。通过仿真验证了所实现策略的有效性。虽然我们以四旋翼飞行器为例，但相同的原理同样适用于其他情形，如光学发射显微或车辆污染扩散。该论文的技术贡献有两方面。